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②通 过 水塔模拟。k市地形高差较大，南北最大高差超过100ｍ，规划区内现有主要加压站有25座，设计加压能力为 110.8m³／ｄ，总调节能力41600 m³，调节率约为 ３％，由于部分泵站已经停用，实际加压能力为 101.5万 m³／ｄ。由模型管网压力分布情况可知，供水管网节点压力呈现较为明显的分区，市区西北地区地势平坦， 且靠近主要供水厂，节点压力分布均匀，大部分节点 自由水压位于28ｍ～50ｍ；利用管网模型，对管网进行工况分析，掌握管网内压力分布与管道流速分布状态，绘制出管网内两座主要水厂供水范围。

当供水管网中发生启停泵、快速关阀等事件时, 延时时段模拟 (即准稳态模型) 不能准确预测系统的瞬时动态变化, 而需要采用更为准确复杂的瞬变流动态模型。为明确多种动态模型之间的差异, 探讨和分析了供水管网动态模型的分类、模型理论以及在管网运行管理中的应用。结果表明, 准稳态模型适用于水力状态缓慢变化的情况;弹性水锤模型可准确模拟系统的瞬时动态特性, 包括流体惯性和系统弹性 (即流体可压缩性和管壁弹性);刚性水柱模型只考虑了流体的惯性作用, 可作为前两者的过渡。

function [pop5,leak1,bestobj,H,dtemp]=PDDmoni(J,QL) nmaxnum=100; %进化代数 popsize=100; %种群大小 chromlength=18;%染色体数组长度 pc=0.8; %交叉概率 pm=0.05; %变异概率 node_count=17; %节点数 pressure = zeros(popsize,node_count); %节点压力 eddemand=

从城市污水规划和溢流改造分析，到经过优化的最佳管理实践和设计， SewerGEMS 可为工程师提供方便易用的环境，以使用内置的水力和水文功能以及各种潮湿天气的校准方法来分析、设计和运营污水及雨污合流系统。借助 WaterGEMS 的 SCADAConnect ® 模块，建模师可自动获取监督控制和数据采集 (SCADA) 数据，创建实时系统模拟器，准确表示当前系统状态，还可以将 WaterGEMS 模型结果发布到水务公司现有的 SCADA 控制室屏幕上，以便预测操作状态和潜在问题。

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因此本章阐述了供水管网水力模型建立的必要 性及其意义，介绍了供水管网水力模型的几种不同类型，总结了供水管网水力模型建立 的理论基础、水力建模软件概况、供水管网水力模型建立的技术流程，论述了影响供水管网水力模型精度的相关因素、供水管网水力模型的校核标准、供水管网水力模型的校 核步骤以及对供水管网水力模型进行周期性的维护更新的意义。供水管网动态水力模型是随着计算机技术的快速发展，在供水管网静态水力模型的基础上发展而来的，其模拟的是一个周期内供水管网构件元素属性的变化情况，能够较好的模拟供水管网实际运行状态。

本技术进一步发展完善了供水管网压力驱动模拟技术，提出了供水管网水力监测大数据的预处理与信息深度挖掘方法，并融合深度学习方法构建了大型管网水力模型在线自适应校核技术，实现了供水管网水力建模技术从“离线分析”向“实时在线”、从“计算器”向“决策器”的两个转变，为管网运行管理中的漏损控制、优化调度、更新改造、在线状态诊断等细分应用场景提供了重要的技术支撑，具有丰富的应用场景与显著的转化潜力。目前，全世界范围内的管网水力模型以传统的离线水力模型为主，即以某一特定时段（一般为1周）的管网状态为依据建立并进行校核。

在此过程中，基础数据库可以共用，而不同时间段的各个版本可以以相对独立的更新文件形式予以存储，如此一来，任何时间段所对应的版本均能够得到完整而有效的保存，不仅如此，还实现了数据冗余最小化的目标，再加上共享度相对较高，文件以最小体积形式存在，使得更新任务量也相对较小。管网运行监测数据：该类数据主要包括两个部分，一种是在线监测的压力数据，另一种是在线监测的流量数据。派生数据：所谓派生数据指的是，在分析数据过程中形成的一类新数据，虽然不是建模的必要组成部分，但有助于对既有数据中所包含的隐形信息进行一定程度的挖掘。

从本质来说，不管是数据模型还是机理模型，都是人类认识和理解世界的方法，在当前的技术手段，机理模型和数据模型都有其有效性和局限性，寻找他们的结合点将会产生很大的价值。作为一个理工男，基本的观点是：世界是可解释的。在此基础上，天才的牛顿进行了理论的延伸和公式的推导，发现了万有引力定律，距离开普勒的发现已经是69年之后，从第谷到牛顿前后花了一百多年的时间。关于是AI加行业，还是行业加AI的争论，张教授认为，AI是算法，属于通用的模型，解决各个行业的问题应该是行业加AI，其实就是机理模型加AI才是未来的发展之路。

配水管网是供水系统中最昂贵的组成部分。管网运行管理和调度技术难度高，爆管事故 容易发生，对人民生活、工业生产、城市交通及社会安定造成不利影响，造成严重的经济损 失。合理的管道的修复更新计划是满足供水目标、实现对管网的科学管理的重要环节。 以管道状态密切相关的管道爆管次数为评价指标，了解和量化管道损坏的机理，找出影 响爆管的主要因素及其相互作用关系，建立爆管的预测模型，对管网的现状进行评价，对未 来做出预测，是建立管网维护管理的决策系统的有效手段。爆管预测模型可以分为两大类： 第一类物理模型，第二类是统计模

管网水力模型系统综合 GIS系统的静态信息与 SCADA系统的动态信息，并结合用水量的预报、估算与分配，按水力学理论对水司供水系统进行水力建模与模拟计算，可以在线跟踪供水系统水力运行状态，实时计算出所有管道的流量、压降、流速和水厂、用户节点的压力等水力信息，为供水系统科学调度与管理提供依据。浮球阀、流控阀等阀门。一方面，可以掌握已建管网的实时运行状况，分析管网系统中各个构成部分的运行功能，发现管网现状存在的问题，预测管网维护和改造对总体系统的影响，科学合理地制定近期、远期的管网改造和改扩建方案；

国外在管网建模方面起步于20世纪60年代。20世纪80年代，随着计算机及相应技术的发展，遥测远传设备的应用进入了实用化阶段，国内已有很多供水企业实现了供水管网建模。给水管网系统建模，就是为仿真模拟管网系统动态实时运行情况建立数学模型。建立供水管网模型，可及时了解管网的运行状态，分析管网运行瓶颈，同时可对管网优化改扩建、事故处理分析等起指导作用，另外可进一步应用于管网漏损控制、水泵优化调度及水质分析等方面，可在供水企业实际工作中发挥重要作用。

管网压力智能监管系统通过对管网压力的远程实时监测、变化趋势分析，及时发现压力异常、预警爆管事故的发生。调度人员根据管网压力调节各水厂、泵站的供水量，达到保障供水压力平衡、节能降耗的目的。

当前，在智慧水务领域借助于各种传感器、有线和无线物联网技术，以及运营商的物联网支撑平台，构建城市级智慧水务数据采集系统已经不存在技术难题，难点在于：一、计量标准和水务运营绩效考核体系存在不同的理解和执行；二、水计量设备的执行标准以及质量的差异；三、城市级智慧水务综合管理和运营体系的规划建设与智慧城市建设存在一定的脱节。

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